Близкодействие и дальнодействие кратко. Электрическое поле.

В физике близкодействие и дальнодействие кратко описывают два разных процесса – первый из них осуществляется при контакте, а второй представляет собой действие на расстоянии. В прошлом существовала теория о том, что взаимодействие между телами возможно только при непосредственном контакте, но последующие успехи в области физики, открытие электрического поля, магнитного поля и т. д. – всё это доказало, что взаимодействие возможно не только при короткодействии (непосредственном контакте), но и на расстоянии, без материальных «переносчиков», в качестве которых обычно выступает вещество окружающей среды.

Близкодействие и дальнодействие

После установления законов Ньютона стало ясно, что причиной любого движения является взаимодействие между телами. Однако оставался вопрос о механизме этого взаимодействия: осуществляется ли оно только при непосредственном контакте, или возможно действие на расстоянии. У разных учёных были разные мнения на этот счёт, и по мере появления новых открытий в области физики научные взгляды на короткодействие и действие на расстоянии изменялись.

• Теория близкодействия описывает взаимодействия между телами, осуществляемые с конечной скоростью и с помощью материальных посредников. Пример: электромагнитное поле в классической теории.
• Теория дальнодействия описывает взаимодействие между телами, осуществляемое мгновенно, на любом расстоянии и без материальных посредников. Пример: сила кулоновского взаимодействия двух электрических зарядов до создания теории Максвелла.

В современной физике проводится четкое разделение материи на частицы-участники (или источники) взаимодействий (называемые веществом) и частицы-переносчики взаимодействий (называемые квантами поля). Из четырех видов фундаментальных взаимодействий (сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное) надёжную экспериментальную проверку существования частиц-переносчиков получили три — сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия. Обнаружение переносчиков гравитационного взаимодействия — так называемых гравитонов — как отдельных частиц на современном уровне техники проблематично. Их существование предсказывается в некоторых квантовых расширениях общей теории относительности и других теориях квантовой гравитации.

Примеры близкодействия и дальнодействия

Например, когда вы разговариваете с собеседником, ваши голосовые связки оказывают воздействие на слуховые нервы собеседника, но передаётся это воздействие через воздух. Из курса физики мы уже знаем, как передаются звуковые волны. Наши голосовые связки возбуждают колебания среды (в данном случае воздуха), и эти колебания передаются через неё, после чего раздражают слуховой нерв собеседника. Точно таким же способом мы слышим музыку. Заметим, что это действие происходит с определенной скоростью – скоростью звука. То есть, на то, чтобы оказать воздействие требуется определенный промежуток времени. Также, если мы что-то рисуем, то мы оказываем некое воздействие на бумагу посредством карандаша или кисти. Разрезая арбуз или яблоко, мы оказываем воздействие посредством ножа. Другим примером близкодействия может послужить взаимодействие протонов и нейтронов в атомном ядре.

Теория дальнодействия получила подкрепление с успехами электродинамики. Заряды «чувствовали» друг друга напрямую, движение одного заряда тут же влияло и на другой заряд. И, что очень важно, это происходило мгновенно: никакими приборами не удавалось зафиксировать ни малейшей задержки между началом движения одного заряда и изменением силы, действующей на другой заряд. Отсюда следовало, что никакой «связующей среды» и никаких «переносчиков» для взаимодействия зарядам не требуется. Факты, говорящие о дальнодействии, были столь серьезны, что этой концепции придерживались многие крупнейшие исследователи, такие как Андре-Мари Ампер и Шарль Кулон.

Современные взгляды на теории близкодействия и дальнодействия

После того, как в XIX веке британский физик Джеймс Клерк Максвелл вывел свои знаменитые уравнения, стало ясно, что скорость распространения волн электрического поля (например, электромагнитного воздействия) всё-таки конечна, что шло вразрез с теорией дальнодействия. Позднее была создана квантовая теория, утверждающая, что все электромагнитные взаимодействия не идут непрерывным потоком, а переносятся по частям с помощью квантов.

Благодаря этому теория близкодействия снова стала основной, потеснив теорию дальнодействия. Для короткодействия требуются некоторые частицы-переносчики, и скорость взаимодействия всегда будет конечной. Открытие ядерного и слабого взаимодействий, в которых также имеются переносчики, еще более укрепили позиции близкодействия. В результате в современной физике во взаимодействии всегда выделяются частицы-участники взаимодействия и частицы-переносчики. На текущий момент надежно установлены частицы переносчики для электромагнитного, ядерного и слабого взаимодействия. Гравитон — частица-переносчик гравитационного взаимодействия — пока еще не вышла из гипотетического статуса.